2023年高考物理选修知识点归纳

波粒二象性

知识要点梳理

知识点———黑体与黑体辐射&要点诠释：

1、热辐射A固体或液体，在任何温度下都在发射多种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射

电磁波的现象称为热辐射。H对热辐射的初步认识:A任何物体任何温度均存在热辐射。辐射强度按波长的分布状

况随物体的温度而有所不一样,这是热辐射的一种特性。对于一般材料的物体，温度越高，热辐射的波长越短、强度越

强。

物体在室温时热辐射的重要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的视觉。当温度升高时，热辐射中较短波长的成

分越来越强。例如投在炉中的铁块由于不停加热，铁块依次展现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色。

热辐射强度还与材料的种类、表面状况有关。£热辐射的过程中将热能转化为电磁能。

»2、黑体与黑体辐射

可以完全吸取入射的多种波长的电磁波而不发生反射的物体称为绝对黑体，简称黑体。

不透明的材料制成带小孔的时空腔，可近似看作黑体。假如在一种空腔壁上开一种很小

的孔，如图所示，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面发生多次反射和吸取，最终不能从空腔射

出，这个小孔就成为了一种绝对黑体。4对上图中的空腔加热，空腔内的温度升高，小孔就成了不一样温度下的

导体,从小孔向外的辐射就是黑体辐射。A研究黑体辐射的规律是理解一般物体热辐射性质的基础。试验表明黑体辐

射强度按波长的分布只与黑体的温度有关。

运用分光技术和热电偶等设备就能测出它所辐射的电

磁波强度按波长的分布状况。如下图画出了四种温度下

黑体热辐射的强度与波长的关系：A从中可以看出,

伴随温度的升高，首先多种波长的辐射强度均有增长;另

首先，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

对试验规律的解析：A物体中存在着不停运动的带电微粒，每个带电微粒的振动都产生变化的电磁场，从而产生

电磁辐射。人们很自然地要根据热力学和电磁学区I知识寻求黑体辐射的解释。德国物理学家维恩在1896年、英国物

理学家瑞利在1923年分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。£维恩公式在短波区与试验非常靠近，在长波

区则与试验偏离很大；瑞利公式在长波区与试验基本一致，但在短波区与试验严重不符。并且当波长趋于零时，辐射竟

变成无穷大,这显然是荒唐的。由于波长很小的辐射处在紫外线波段，故而由理论得出的这种荒唐成果被认为是物理学

理论的劫难，当时被称为紫外劫难。

为了得出同试验符合的黑体辐射公式，1923年终，德国物理学家普朗克提出了能量子的概念。

3、能量子

辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸取辐射能。不

过这些谐振子只能处在某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的I能量并不象经典物理

学所容许的可具有任意值。对应的能量是某一最小能量e（称为能量子）的整数倍，即：e,

1e,2e,3：...ne.n为正整数,称为量子数。餐央生子

对于频率为v的谐振子最小能量为e=hu,其中u是电磁波的频率,h是一种常量，后被称为普朗克常量,其值为

h=6.626X10-34J-so注意：宏观世界中我们说的能量值是持续时,而普朗克的假设则认为微观粒子的能量是量子

化的，或者说微观粒子的能量是分立的。

借助于能量子的假设，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，如图所示,与试验符合令人击掌叫绝。

A知识点二——光电效应

要点诠释：14、光电效应现象A在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子口勺现象,叫光电效应。光电效应中

发射出来的电子叫光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电流。3研究光电效应规律的试验装置如图，阴极K和

阳极A是密封在真空玻璃管中的1两个电极，K在受到光照时可以发射光电子。电源加在K与A之间的电压大小可以

调整,正负极也可以对调。电源按图示极性连接时，阳极A吸取阴极K发出的光电子，在电路中形成了光电流。运用这

个图示的电路就可以研究光电流和照射光的强度、光的频率(颜色)等物理量之间的关系。

(1)存在着饱和光电流I与入射光强度成正比。Aa.在光照条件不变的状况下，伴随所加电压的增长，光电流趋

S

于一种饱和值Ab.入射光越强,饱和电流越大A假如用一定频率和强度的单色光照射阴极K,变化加在A和K两

极间的电压U,测量光电流I的变化，则可得如图所示的伏安特性曲线。

&泡皿点任的美东

试验表明：光电流I随正向电压U的增大而增大，并逐渐趋于其饱和值兀；并且饱和电流Is的大小与入射光强度

成正比。

这一试验成果可以解释为,控制入射光的强度、频率不变时，从阴极K射出的电子的数目和初速度相似，当增长电

压时射到阳极A的电子的速度增大，根据1=叫丫s可知电流增大，但速度增大不能无限地增大，最大速度是光速,因此电

流存在饱和值。当光电流到达饱和时，阴极K上所有逸出的光电子所有飞到了阳极A上，即：Is=ne,其中n是单位

时间内阴极K上逸出的光电子数。A控制电压和光的频率不变，增大入射光的强度，n增大，饱和电流越大。因

此光电效应的上述试验成果也可以表述为：单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光强度成正比。

(2)存在着遏止电压和截止频率Aa.当所加电压为零时，电流I并不为零只有施加反向电压，电流才有也许为零

由上图可见，A和K两极间的电压为零时，光电流并不为零，只有当两极间加了反向电压U=-Uc<O时,，光电流I

才为零，I；©称为遏止电压（或截止电压）。A试验表明：对于一定颜色（频率）口勺光，无论光日勺强弱怎样，遏止电压都

是同样的。光日勺频率变化时，遏止电压也会变化。这表明光电子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的

增长而增长。Ab.当入射光的频率减小到某个值u0时，虽然不施加反向电压也没有光电流，表明已经没有光电子了A

当入射光的频率减小到某一数值u0时,Uc减小到零，既不施加反向电压也没有光电流，这表明已经没有光电子了。若

入射光频率再减少，则无论光的强度多大，都没有光电子产生，不发生光电效应。这个由阴极金属材料性质决定的）频率

%,称为金属的截止频率（或极限频率）。不一样的金属极限频率不一样，对于同一种金属，只有当入射光频率。不

小于一定的极限频率u,时，才会产生光电效应。

结论:光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于极限频率时不能发生光电

效应。不一样金属的极限频率不一样。

（3）光电效应是瞬时发生的。A试验发现，只要入射光的频率u>u0,无论光多么微弱，从光照射阴极到光电

子逸出，这段时间不超过10-9s„光电效应的发生时间如此之短，一般称它是瞬时发生的。如、波动理论解释光电

效应规律的疑难

不过按照波动理论，应得出如下结论：

①光越强，光电子的初动能应当越大，因此遏制电压UC应当和光的强弱有关，但事实是在入射光的频率相似的状

况下，变化入射光的强度，遏制电压不变；

②不管光的频率怎样，只要光足够强，电子就可获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率，但实际上存在

截止频率，当入射光时频率不不小于截止频率时，无论入射光多么强，都不会看到光电效应；

③假如光很弱，按照经典电磁理论估算，电子需要几分钟或者十几分钟的时间才能获得逸出表面所需要的能量，这些

结论都与试验成果相矛盾。£众多的疑难呼唤着新的思想，新的观念，新的理论。£

知识点三——爱因斯坦的J光电效应方松要点诠释：

1、新理论时诞生一一光子说A（1）背景

普朗克在研究热辐射规律时发现，只有认为电磁波的发射和吸取是不持续日勺，而是一份一份地进行的，理论计算的

成果才能和试验事实相符。每一份能量叫做一种能量子，每个能量子的能量为e=hu。A受普朗克的启发,爱因斯

坦认为:光在空间传播正向粒子那样运动，这个粒子后来被称为“光子”

(2)内等空间传播日勺光不是持续的，是一份一份的，每一份叫一种光子，每个光子的能量为e=hu。£(3)

爱因斯坦的光子与普朗克的能量子的异同A相似点:都认为能量是不持续的，而是一份一份的，每一份能量为£=h

u。(能量量子化)△不一样点：普朗克认为能量子仍以波的形式传播；爱因斯坦认为光子在空间的传波向粒子同

样。△注意：爱因斯坦的I光子与牛顿的粒子有着本质的不一样。光子是只有能量而无静止质量的粒子，而牛顿的粒

子是指实物粒子。A

2、光子说对•光电效应的解的①光是由一种个光子构成，被光子“打中”的电子，这个光子的)能量就所有给这

个电子，而没有被光子“打中”的电子，则一点能量也没有获得。A②得到能量的电子，动能立即增大，而不需要积

累能量的过程。A③假如这个能量足够大，则电子就挣脱金属的束缚而射出来，即产生光电效应；假如这个能量局限

性以挣脱金属的束缚，则不能产生光电效应。

④频率一定期，光强越大,即光子的数目越多，获得能量的电子也越多，即光电子的数目与光强成正比。

3、爱因斯坦的光电效应方程A(1)逸出功:使电子脱离某种金属所做功欧J最小值A当光子照射到金属上时，它的

能量可以被金属中的某个电子所有吸取，电子吸取光子的能量后，动能就增长了，假如电子的动能足够大，可以克服内

部原子对它的引力，就可以离开金属表面逃逸出来，成为光电子，这就是光电效应。电子吸取光子的能量后也许向各

个方向运动,有的向金属内部运动，并不出来。向金属表面运动的电子，通过的旅程不一样，途中损失的能量也不一样,

因此从表面出来时的初动能不一样。只有直接从金属表面出来日勺光电子才具有最大初动能。这些光电子克服金属原子

的引力所做的功叫做逸出功。

1

(2)光电效应方程A根据能量守恒定律，光电子的最大初动能亍mVm2跟入射光子的能量hu和逸出功W之间有

如下关系：

2mv2=hu-W这个方程叫爱因斯坦的光电效应方程Q对于一定的金属来说，逸出功W时值是一定的。

m

因此入射光子的频率U越大，光电子的最大初动能也越大。a在入射光频率一定期，假如入射光比较强，即单位时间内

入射的光子数目多,产生的光电子也多，因此光电流的饱和值也大。

4、光电效应日勺应用A运用光电效应可以把光信号转变为电信号，动作迅速敏捷，因此运用光电效应制作的光电器件

在工农业生产、科学技术和文化生活领域内得到了广泛的应用。光电管就是应用最普遍的I一种

光电器件。4光电管的类型诸多，如图所示为其中的一种。玻璃泡里的空气已经抽出，有的

管里充有少许的惰性气体。管的内壁涂有逸出功小的金属作为阴极。管内另有一阳极A。当光

照射到光电管的阴极K时，阴极发射电子，电路里就产生由a到b的电流。

一康普顿效应A要点诠释:A1、光的散射A光在介质中与物质微粒互相作用，因而传播方向发生变化,

这种现象叫做光的散射。£

2、康普顿效应A英国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的色散时，发目前色散的X射线中，除了与入射波长入0

相似的成分外，尚有波长不小于X。的成分，这个现象称为康普顿效应。

能不能把光当作波而解释这个现象呢?不能，由于光是电磁波，入射光将引起物质内部带电微粒的受迫振动,振动着

的带电微粒从入射光吸取能量，并向四面辐射。这就是散射光。散射光的频率应当等于入射光的频率，因而散射光的

波长与入射光的波长应当相似，不应出现人〉入0的散射光，综上所述，若将入射光当作是波的话，那么散射光的波长和

入射光的波长相似，不会出现人〉入0的散射光，即经典理论与试验事实出现了矛盾。

康普顿用光子的概念十提成功地解释了这种效应，他的基本思想是，X射线不仅具有能量，也像其他粒子那样，具有

动量,X射线的）光子与晶体中的电子发生碰撞时，不仅要遵守能量守恒定律并且要遵守动量守恒定律,求解这些方程，可

以得出散射光波长的变化量△X，理论成果和试验符合得很好。

光电效应和康普顿效应深入地解释了光的I粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了能量之外还

具有动量。6

3、光子於J动量6—定时质量m与一定的能量E相对应:E=mc2A光子的能量E=hua借用质子、电子的动量

定义p=mv有:

Eh

P==-yC==一

■CC丸A在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电

子,因而光子动量变小。从P=h/入看，动量P减小意味着波长人变大，因此有些光子散射后波长变大。

一粒子日勺波动性A要点诠释：光的波粒二象性A光的干涉、衍射和偏振等现象无可争辩地表明

光具有波动性；而光电效应又无可争辩地表明光是具有能量£=瓜的光子流，也就是说光具有粒子性。

从古代光的微粒说，到托马斯•杨和菲涅尔时光的波动说，从麦克斯韦的光的电磁理论，到爱因斯坦的光子理论，我们

可以看出：光既有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，这就是光的本性。

(1)大量光子的传播规律体现波动性;个别光子的行为体现为粒子性。

(2)频率越低，波长越长的光，波动性越明显;频率越高，波长越短的波，粒子性越明显。

(3)可以把光的I波动性看做是表明大量光子运动规律的一种概率波。

A2、粒子的波动性A1924年，法国物理学家德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，如电子、质子等。他提出：

实物粒子也具有波动性，即每一种运动的粒子都与一种对应的波相联络，并且粒子的能量£和动量p跟它所对应的波的

频率u和波长人之间，也向光子跟光波同样，遵从如下关系ae=hVAp=mv=h/X

由于这种波不是由电磁场引起，而是由实物的运动形成，这种与实物粒子相联络的波后来称为物质波，亦称德布罗意

波，而入=h/mv=h/p称为德布罗意波长公式。A阐明:物质波是一种概率波，在一般状况下，对于电子和其他微观

粒子，不能用确定的坐标来描述它们的位置，也无法用轨道描述它们的运动，不过它们在空间各处出现的概率是受波动

规律支配的，故物质波也是一种概率波。

△3、物质波的试验验证

光的干涉和衍射是光具有波动性的有力证据。因此假如电子、原子等实物粒子也真的具有波动性，那么他们就应

当像光波那样也能发生干涉和衍射现象。这是验证物质波与否存在的一条途径。1927年，英国物理学家G・P•汤姆

逊用电子束穿过很薄的金属片,观测到了电子的衍射图样，从而证明了电子的波动性。宏观物体的;质量比微观粒子大得

多，它们运动时的动量很大，对应的德布罗意波长很小，因此平常主线无法观测到它们的波动性。£

知识点六一概率波与不确定关系

要点诠释：

1、概率波

光既体现出波动性又体现出粒子性，很难用宏观世界日勺观念来认识，必须从微观的角度建立起光日勺行为图景，认识

光的波粒二象性。如在双缝干涉试验中，光子通过双缝后，对某一种光子而言，其运动是不可控制的,但对大量光子而言,

它们落在光屏上的位置又有规律性，即某些区域光子落点多，另某些区域光子落点少,落点多的区域就是亮条纹，落点

少的区域就是暗条纹。这阐明大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性。光的波动性不

是光子之间的互相作用引起的，而是光子自身具有的属性。光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定。因此说

光波是一种概率波。

对于电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，因此与它们联络的物质波和光波同样，也是概率波。也就是说

单个粒子的位置是不确定的，但在某点附近出现的概率的大小可以由波动的规律确定。对于大量粒子，这种概率分布导

致确定的宏观成果，例如衍射条纹的分布等。加、不确定关系£在经典力学中，描述粒子的运动状态在于确定任一

时刻粒子的位置和动量，这种描述，在宏观领域是可行的，而在微观世界就主线不合用。原因在于粒子具有波粒二象性,

在同一时刻，粒子的坐标和动量就不也许都具有确定的值。从光的单缝衍射试验可以看出,屏上的亮点实际反应了粒子

（光子）抵达该点的概率，入射的粒子可以认为有确定的动量，但它们可以处在挡板左侧日勺任何位置，粒子在挡板左侧

的位置是完全不确定的。对于通过挡板的粒子来说,它们的位置被狭缝限定了，它们的位置不确定量减小了，不过我们

仍不能精确地说出射到屏上的粒子在通过狭缝时的精确位置，由于狭缝有一定的宽度a,从这儿可以看出，粒子动量

巷于通过狭缝时发生衍射，紫篝的

宽度决定了范子位蚩的不确定范围5

中央亮条的宽度决定了裁子动量的不

的不确定性增长了。A确定范围。

运用数学措施可以对微观粒子的运动进行分析，假如以4X表达粒子的位置的不确定量，用Ap表达粒子在x方向

AxAp>—

上的动量的不确定量，可以得出：4%,式中的h是普朗克常量，这就是著名的不确定关系。

A规律措施指HA1、发生光电效应的几种特点A(1)瞬时性.从光照到放出电子几乎是同步的，与照射光强度及频

率无关。

(2)对应性.金属表面每吸取一种光子就释放一种电子。

(3)频率条件.为极限频率，逸出功W=hV°)。2△、在光电效应试验规律中，有两个关系A(1)光

电效应的最大初动能随入射光频率的增大而增大；

(2)光电流的强度跟入射光强度成正比。£注意第一种关系中并不是成正比，而第二个关系是成正比，根据爱因斯

1a

hl>=-mv^+W

坦光电效应方程2，对于某一金属而言，逸出功W是一定的，普朗克恒量h是一常数，故从上式可以看

出，最大初动能与放射光频率上是成一次函数关系，确实不是成正比的，光电流的强度是由从金属表面逸出的光电子数目

决定的，而从金属表面逸出的光电子数目是由入射光的数目决定的，因此我们轻易推得，光电流的强度跟入射光的强度

成正比。

光电流强度：

7递出的光电子数光电子数8

单位时间入射光子数

光电流强度8

入射光强度

入射光强度：

£入射光子教

单位时间

愈加清晰的逻辑推理见下图：£

入射光的强度可理解为在单位时间内单位面积上所受的J光子总能量，设入射光频率为卜，则

入射光子数目x加

入射光强=

单位时间乂单位面积

其中重要的量是入射光子的数目。33、光既有波动性，又具有粒子性,

即光具有波粒二象性，这就是光的本性。

(1)大量光子的传播规律体现波动性；个别光子的I行为体现为粒子性。A(2)频率越低，波长越长欧I光，波动性

越明显；频率越高,波长越短的波，粒子性越明显。

(3)可以把光时波动性看做是表明大量光子运动规律的一种概率波。

JM子物理与核物理

复习要点

1、理解玻尔原子理论及原子的核式构造。

2、理解氢原子的能级，理解光的发射与吸取机理。

3、理解天然放射现象，熟悉三种天然放射线的特性。

4、理解核的构成，掌握核的衰变规律，理解半衰期概念，掌握核反应过程中的两个守恒定律。

5、理解同位素及放射性同位素的性质和作用，理解经典的核的人工转变。

6、理解爱因斯坦质能方程，会运用核反应中的质量亏损计算核能。

7、理解核裂变与核聚变。

第一模块：原子的核式构造、波尔的原子模型

1、有关a粒子散射试验（英国物理学家卢瑟福完毕，称做十大漂亮试验之一）

（1）a粒子散射试验的目的、设计及设计思想。

①目的：通过a粒子散射的状况获取有关原子构造方面的信息。

②设计:在真空的环境中,使放射性元素车卜放射出的ja粒子轰击金箔，然后透过显微镜观测用荧光屏接受到的a粒子,

通过轰击前后a粒子运动状况的对比，来理解金原子的构造状况。

③设计思想：与某一种金原子发生作用前后的a粒子运动状况的差异，必然带有该金原子构造特性的烙印。弄清这

一设计思想，就不难理解卢瑟福为何选择了金箔做靶子（运用金的良好的延展性，使每个a粒子在穿过金箔过程中尽

量只与某一种金原子发生作用）和为何试验要在真空环境中进行（防止气体分子对a粒子的运动产生影响）。

（2）a粒子散射现象

①绝大多数a粒子几乎不发生偏转；

②少数a粒子则发生了较大的偏转；

③很少数a粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90。有的甚至几乎到达180。）。

（3）。粒子散射区I简朴解释。

①由于电子质量远远不不小于a粒子的质量（电子质量约为a粒子质量的1/7300）,虽然a粒子碰到电子，其

运动方向也不会发生明显偏转，就象一颗飞行的子弹碰到尘埃同样，因此电子不也许使a粒子发生大角度散射。而只能

是由于原子中除电子外附带正电的物质的作用而引起的；

②使a粒子发生大角度散射的只能是原子中带正电的部分，按照汤姆生的原子模型，正电荷在原子内是均均分布的，

a粒子穿过原子时，它受到两侧正电荷的斥力有相称大一部分互相抵消，因而也不也许使a粒子发生大角度偏转，更不

也许把a粒子反向弹回，这与a粒子散射试验的成果相矛盾,从而否认了汤姆生的原子模型。

③试验现象中，a粒子绝大多数不发生偏转，少数发生较大偏转，很少数偏转超过90°,个别甚至被弹回，都阐明了原

子中绝大部分是空的，带正电的物质只能集中在一种很少的体积内（原子核）。

另一方面，原子中除电子外附带正电的物质不应是均匀分布的（否则对所有的a粒子来说散射状况应当是同样的），

而“绝大多数"“少数''和"很少数”a粒子的行为欧|差异，充足地阐明这部分带正电的物质只能高度地集中在在一种很小

的区域内；再次，从这三部分行为不一样的a粒子数量的差异的记录,不难理解卢瑟福为何能估算出这个区域的直径约

为10i4m。

2、原子的核式构造

（1）核式构造的详细内容：

在原子的中心有一种很小的核，叫做原子核，原子的所有正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核上，带负电的电

子在核外空间绕核旋转。原子直径日勺数量级为lOrom,而原子核直径的数量级约为10T5m。

①在原子区J中心有一种很小的原子核,

②原子的所有正电荷和几乎所有质量集中在原子核里，

③带负电的电子在核外空间里旋转。

（2）核式构造的试验基础

核式构造的提出，是建立在“粒子散射试验的基础之上的.或者说：卢瑟福为理解释a粒子散射试验的现象，不得

不对原子的构造问题得出核式构造的理论。

3、玻尔原子模型

原子核式构造与经典电磁理论的矛盾：原子构造与否稳定和原子光谱与否为包括一切频率的持续光谱。玻尔的原

子理论——三条假设

（1）“定态假设”：原子只能处在一系列不持续的能量状态中，在这些状态中，电子虽做变速运动，但并不向外辐射电

磁波，这样的相对稳定的状态称为定态。

定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了合用范围:原子中电子绕核转动处在定态时不受该理论的制约。

（2）“跃迁假设”：电子绕核转动处在定态时不辐射电磁波，但电子在两个不一样定态间发生跃迁时，却要辐射（吸取）

电磁波（光子），其频率由两个定态的能量差值决定hv=E.~Er

跃迁假设对发光（吸光）从微观（原子等级）上给出理解释。

（3广轨道量子化假设”：原子的不一样能量状态跟电子沿不一样半径绕核运动相对应。轨道半径也是不持续的。

4、氢原子能级及氢光谱

（1）氢原子能级

氢原子的能级:原子各个定态的能量值叫做原子的能级。氢原子的能级公式为E=4,对应的轨道半径关系式为：

nn2

r=mr,其中n叫量子数，只能取正整数。n=1的状态称为基态，氢原子基态的能量值

n1

E=-13.6eV,r=0.53x10iom,量子数〃越大，动能越小，势能越大，总能量越大。

①能级公式:E=」-E(E=-13.6eV)；该能量包括电子绕核运动的动能和电子与原子核构成的系统的电势能。

“几2।1

②半径公式：r=»2r(r=0.53A)

n1I

(2)氢光谱

在氢光谱中,n=2,3,4,5,……向n=l跃迁发光形成赖曼线系;n=3,4,5,6向n=2跃进迁发光形成马尔末线系；

n=4,5,6,7……向n=3跃迁发光形成帕邢线系;n=5,6,7,8……向n=4跃迁发光形成布喇开线系,其中只有马尔

末线的前4条谱线落在可见光区域内。

5、光子的吸取与发射

原子从一种定态(能量为E)，跃迁到另一种定态(能量为E“),它辐射或吸取一定频率的光子，光子的能量由这两

初绎

种定态的能级差决定:即〃V=E-E若E>E,则辐射光子;若E<E，则吸取光子。

初终初终初终

能级跃迁：

使原子发生跃迁时，入射H勺若是光子，光子的能量必须恰好等于两定态能级差；若入射的是电子，电子的能量须不

小于或等于两个定态的能级差。

电离：

不管是光子还是电子使元子电离，只要光子或电子的能量不小于两能级差就可以使其电离。

第二模块：天然放射现象

『扎实基础知识J

1、天然放射现象

物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性的元素。所有原子序数不小于82的元素，都能自发

地放出射线(有些原子序数不不小于83的元素也具有放射性)。元素的这种自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。

2、放射线的种类和特性

将放射性物质放出的射线进行试验（如射入磁场中的偏转试验等），表明放射性物质放出的射线有三种：a射线、p

射线、丫射线，将它们的特性列表对例如下:

X

X

射线a射线P射线Y射线

物质微粒氮核；”e电子"光子Y

—1

带正电

带电情况带负电（-«）不带电

（2e）

1

速度约为旅接近CC

小（空气中大（穿透

中（穿透几毫

贯穿本领飞行几厘几厘米

米铝板）

米）铅板）

天然放射现象阐明原子核具有复杂欧）构造。原子核放出a粒子或p粒子，并不表明原子核内有a粒子或p粒子（很

明显,P粒子是电子流，而原子核内不也许有电子存在），放出后就变成新的原子核，这种变化称为原子核的衰变。

3、天然衰变中核的变化规律

在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是质量数守恒和电荷数守恒。（衰变过程中一般会有质量变化，但仍然遵照

质量数守恒）

衰变：伴随衰变，新核在元素周期表中位置向后移位，即实质是个质子和个中

①aa2,vX->w-4y+4/7e,22

子结合成一整体射出

②B衰变：伴随B衰变，新核在元素周期表中位置向前移1位，即MX-”y+oe。实质是中子转化为质子和

ZZ+1-1

电子。

③y衰变:伴随丫衰变，变化的不是核的种类，而是核的能量状态。但一般状况下，丫衰变总是伴随。衰变或B衰变

进行的。

4、有关半衰期的几种问题

放射性元素衰变的快慢用半衰期来表达，

(1)定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。

(2)意义：反应了核衰变过程的记录快慢程度。

(3)特性：只由核自身的原因所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态无关。

(4)公式表达：N=N(上)，)，加=m(▲)，〃式中N、m分别表达衰变前的放射性元素的原子数和质

余原2余原2原原

量,N、m分别表达衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表达衰变时间，T表达半衰期。

余余

(5)理解：弄清了对半衰期的如下箱送认识，也就对的地理解了半衰期的真正含义。第一种错误认识是：(大量)

个放射性元素的核，通过一种半衰期T,衰变了二分之一，再通过一种半衰期T,所有衰变完。第二种错误认识是:若有

4个放射性元素的核，通过一种半衰期T,将衰变2个。实际上，N。(大量)个某种放射性元素的核，通过时间t后剩余

的这种核的个数为N=N0(g『而对于少许的核(如4个)，是无法确定其衰变所需要的时间的U这实质上就是“半衰

期反应了核衰变过程的记录快慢程度”的含义。

第三模块：核反应核能

『扎实基础知识」

1、核反应

原子核在其他粒子